【導讀】的選擇最終完成剪板機的整體設(shè)計。本次設(shè)計的任務(wù)是對稱機械式剪板機和三維建模以及仿真運動。切力10噸，滑塊一次行程22mm，每分鐘剪切30次。從而實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動。于執(zhí)行機構(gòu)采用偏心曲柄滑塊機構(gòu)，該機構(gòu)的一端固定在主動軸上。曲柄滑塊機構(gòu)維修方便、結(jié)構(gòu)簡單、加工容易、經(jīng)濟實用的優(yōu)點，在機械。設(shè)備中應(yīng)用廣泛。本設(shè)計中，通過對整個剪板機的機架、齒輪、帶輪、主軸、從動軸、

　　

【正文】 算 因為； tF =112dT = 4098 5?? N=4098N 據(jù)驗算公式 bFKtA = ? N/mm =＞ 100 N/mm 所以合適。 結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計及繪制齒輪零件圖 小齒輪結(jié)構(gòu) 的 設(shè)計 小齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算 齒根高 fh = )( ???chm a =4（ 1+） mm =5mm 齒頂高 ah = ?amh =41 mm =4mm 齒全高 h= fa hh? =4+5mm=9mm 齒頂圓直徑 1ad = ahd 21? =100+24mm =108mm 齒根圓直徑 1fd = fhd 21? =10025mm =90mm 齒輪的結(jié)構(gòu)形式選用實心結(jié)構(gòu)的齒輪。 齒距 p = m? =4mm = 壓力角 ?=20176。 基圓直徑 1bd = ?cos1d =100cos20176。mm = XXXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 41 基圓齒距 bp = ?cosp =cos20176。mm = 齒厚 s= 2/p =齒槽寬 e= 2/p =頂隙 c= ?mc =4= 因為小齒輪的齒頂圓直徑 1ad =108mm＜ 160mm，所以小齒輪可以做成實心結(jié)構(gòu)的齒輪 [4]。小齒輪的結(jié)構(gòu)如圖 71 所示。 大齒輪 的 機構(gòu)設(shè)計 齒頂圓直徑 2ad = ahd 22? =800+24mm=808mm 齒根圓直徑 2fd = fhd 22? =80025mm =790mm 因大齒輪的齒頂圓直徑 400 ?? 2ad 1000mm，所以在選擇大齒輪結(jié)構(gòu)時選用輪輻式結(jié)構(gòu)的齒輪。 圖 71 小齒輪結(jié)構(gòu)圖 2. 設(shè)計輪輻 輪輻的 數(shù)量確定為 6 d = 4D = 65mm 由于鑄鋼材料大齒輪，則 3D = =65mm=104mm nm)4~3(1 ?? =(12～ 16)mm 取 1? =15mm XXXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 42 12 )~1( ??? =(15～ 18)mm 取 2? =16mm DH? =104mm=52mm 取 H =52mm HH ? =52mm= 取 1H = 5/HC? =52/5mm= 取 C = 6/1 HC ? =52/6mm= 取 1C = HR ? =52=26mm 取 R =26mm =﹥ L ≥B =60mm 取 L =60mm 大齒輪如圖 72所示： 圖 72 大齒輪結(jié)構(gòu)圖 XXXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 43 第八章 偏心輪 曲柄滑塊機構(gòu)設(shè)計 在剪板機的設(shè)計中，曲柄滑塊機構(gòu)是典型機構(gòu)，通過這一機構(gòu)可以將剪板機整個傳動系統(tǒng)中軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的往復運動，從而實現(xiàn)刀具的剪切運動。使用偏心輪，偏心輪的外徑等于連桿一端的圓柱內(nèi)徑，偏心輪的旋轉(zhuǎn)運動帶動連桿。使連桿在導槽的限下做上下往復運動。 選擇曲柄材料 45 因為曲柄滑塊機構(gòu)所承受的沖壓力為 10 噸的，所以在選擇材料時，應(yīng)選擇剛度較大的鋼，其應(yīng)力 ??1? =238MPa, ? ?y? =238MPa, ??? =142MPa。 確定曲柄滑塊桿件長度 此次設(shè)計采用偏心曲柄滑塊機構(gòu)，如圖 38 所示。 圖 81 曲柄滑塊機構(gòu)圖 1 滑塊的行程： H=22mm 2 傳動角度： ? =90176。? 且 min? ≥40176。 3 在圖 81 中： ?AB ?sin = ?BC ?sin = ?BC ?cos XXXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 44 又 min? ≥40176。，所以 mincos? ≤ ?40cos ?AB ?sin / BC ≤ ?40cos BC ≥ ?AB ?sin / ?40cos ?sin 的最大值為 1 BC≥AB / ?40cos BC≥11/ ?40cos mm= 參照設(shè)計樣本，選取 BC 的長度為 400mm。 結(jié)構(gòu)設(shè)計 參考工廠樣機，確定曲柄連桿的機構(gòu)，如圖 82 所示 圖 82 曲柄連桿的機構(gòu)圖 強度校核 計算該剪板機的剪切力為 F =10103=104N 因在曲柄 與導軌垂直的位置時轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的最大力，所以作用在曲柄上的力 N = ?AK F / ?cos ( AK 安全適用系數(shù)取 ) N =104/ 2)400/11(1? N=104N = 由于在設(shè)計時采用的是 雙曲柄傳動，所以 1N =N /2=104/2N=104N XXXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 45 A =N /??1? =104/238mm2=247mm2 在直徑 φ30 處時該機構(gòu)處于最薄弱的環(huán)節(jié)，計算其面積 A = （ 7030 ）35mm2=1400mm2＞ 247mm2，因此 該設(shè)計是滿足強度要求的。 偏心輪的設(shè)計 偏心輪的結(jié)構(gòu)如圖 83 所示： 圖 83：偏心輪結(jié)構(gòu)圖 1 材料的選擇： 45鋼 由于偏心輪與連桿相接觸，在轉(zhuǎn)動的過程中，與連桿的大頭圓柱內(nèi)圓碰撞，因此，所受的沖壓力較大，又由于表面容易受磨損，所以選取 45 號鋼，并進行熱處理調(diào)質(zhì)處理。 2 內(nèi)圓的直徑 d=80mm 3 外圓的直徑與連桿的大頭內(nèi)徑有關(guān)，所以 D=120 4 偏心輪偏心距 h=H/2=22/2=11mm 電動機的校核 根據(jù)以上的計算可知作用在 曲柄上的最大力為 104N，曲柄對主軸的轉(zhuǎn)矩T = ABN? =10411103Nm=m。 又因為電動機提供的轉(zhuǎn)矩經(jīng)皮帶和齒輪傳遞到主軸的轉(zhuǎn)矩 2T =m。 T ＜ 2T 所以電動機的選擇符合設(shè)計要求。 第九章 零件三維建模與剪板機 裝配 XXXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 46 本設(shè)計中對零件的三維建模主要是運用 solidworks 軟件。并利用 CAD 二維草圖向 solidworks 三維轉(zhuǎn)換的方法，以及通過在三維軟件中，繪制草圖和利用拉伸凸臺、旋轉(zhuǎn)、矩陣等一系列的定位特征以及數(shù)字化建模的方法實現(xiàn)零件的三維建模。三維建?？梢詫崿F(xiàn)零件的立體特征，更加直觀的的觀察零件的尺寸，并為下一步的剪板機裝配中，研究零件之間的裝配關(guān)系以及分析零件之間的尺寸關(guān)系奠定基礎(chǔ)。零件的建模與裝配的研究是機械行業(yè)生產(chǎn)提高效率，降低成本的有效途徑。 零件的建模 大帶輪、小帶輪的建模 通 過 CAD 草圖，將 CAD 格式的文件轉(zhuǎn)換成 solidworks 格式的草圖模式，并根據(jù)草圖的不同的視圖關(guān)系，實現(xiàn)草圖之間的配合關(guān)系。接下來通過特征拉伸前基準面的草圖，拉伸的長度為帶輪的寬度 h=，然后通過拉伸剪切，特征掃描的方式，實現(xiàn)整個帶輪的三維繪制。在繪制的過程中，主要是要根據(jù)不同的基準面，繪制相應(yīng)的草圖。帶輪的輪轂、槽、等尺寸要嚴格的參照以上的尺寸進行繪制。小帶輪的三維建模圖如 91 所示 圖 91 大帶輪的三維建模如圖 92 所示 XXXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 47 圖 92 大齒輪、小齒輪的建模 大齒輪和小齒輪的設(shè)計中，安裝上述大小帶輪建模的方法，實現(xiàn) CAD 向 solidworks格式的轉(zhuǎn)換，在繪制過程中，要嚴格的保證齒槽尺寸的相同，這樣可以實現(xiàn)齒輪之間的配合。在齒槽的繪制中，采用特制中圓周矩陣的方式進行建模。大齒輪的三維圖如圖 93所示 圖 93 小帶輪的三維圖如圖 94所示 XXXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 48 圖 94 軸的三維建模 在主動軸和從動軸的建模中，所用的方法是特制旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)整體的輪廓。需要注意的是在軸上，運用特制拉伸切除的方式，實現(xiàn)不同的鍵槽尺寸。 主動軸三維圖如圖 95 所示 圖 95 從動軸三維圖如圖 96 所示 圖 96 零件的裝配 裝配體可以生成由許多零部件所組成的復雜的裝配體，在此次的剪板機裝配中，首先應(yīng)當插入固定機架的三維模型。其次分別插入主動軸，從動軸，大小齒輪，大小帶輪，曲柄連桿和各種平鍵，套筒，上刀架。通過不同零件之間的配個關(guān)系，選用重合、平行、垂直、同軸心等配合關(guān)系。將整個零件裝配到機架中去。在大小齒輪的配合關(guān)系中，選用機械配合。根據(jù)兩個齒輪的不同的基準軸，以及轉(zhuǎn)速關(guān)系，實現(xiàn)齒輪的轉(zhuǎn)動配合。在大小帶輪的配合關(guān)系中，仍然選擇機械配合中的齒輪虛擬 配合。 XXXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 49 整個剪板機的裝配圖如圖 97所示 圖 97剪板機裝配圖 XXXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 50 總 結(jié) 倆個月的畢業(yè)設(shè)計，讓我收獲很多，尤其是在對大學四年以來所學的所有的機械方面的理論知識有了進一步的認識。大學期間在開始接觸這些理論知識時，感到非常的陌生，而且不知道這些知識的使用價值，因此感到很枯燥，導致學習熱情不是很高，僅僅是為了作業(yè)和考試而去學習，自然在學習的效率上也非常的低。通過這次的畢業(yè)，使我又再一次的回顧了大學四年所學過的專業(yè)知識，而且還能夠?qū)⑦@些機械知識進行深入的綜合考慮，將它們應(yīng)用到機械設(shè)計中去，同時最大的收 獲在于我對這門學科又提高了極大的興趣，讓我覺得它們不是單獨分開的知識，而是一個體系，在遇到的每一個問題，我都能在書本和網(wǎng)上找到答案。 在設(shè)計的畫圖中，需要用到平面和三維來作圖和建模。通過此次的機械設(shè)計，又讓我更加熟練的操作 CAD 制圖軟件，同時，經(jīng)過深入的學習，我認識到了 solidworks 的強大的功能。 最近這些年，隨著機械行業(yè)的迅猛發(fā)展，對于機械設(shè)計的專業(yè)化人才的需求越來越高，機械的發(fā)展已經(jīng)不僅僅簡答的滿足人工，伴著計算機功能的強大作用，機器與自動化、智能化的聯(lián)系越來越緊密。因此在此次的設(shè)計中，我嘗用 solidworks 軟件對整個的剪板機建模裝配，并進行了簡單的運動仿真，看到了整個剪板機的運動過程。雖然在設(shè)計的過程中，由于經(jīng)驗不足和個人的能力有限，還有很多需要改進的地方，但是我相信，我將保持此次的畢業(yè)設(shè)計中所養(yǎng)成的堅持不懈的精神，培養(yǎng)自己對機械行業(yè)的興趣，并在今后的學習工作中不斷的給自己提出更高的要求，踏入社會后，不管遇到什么樣的困難，我都會積極的去面對，找出解決問題的思路。 XXXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 51 致 謝 在此 我由衷的感謝我的指導老師 ， 雖然老師工作較忙，但是仍然定期的給我們進行非常詳細的指導，面對 設(shè)計中遇到的每個問題 ，老師都 耐心 的給了我詳細 準確 的指導 ，還糾正了我在設(shè)計中不夠嚴謹?shù)膽B(tài)度，使我在對傳統(tǒng)的設(shè)計有了進一步的認識。也要感謝在在此次的畢業(yè)淪為中給我無私幫助的同學，使我能夠順利的完成論文的設(shè)計，同時感謝學校圖書管理員們方便給我借機械方面的書籍。 XXXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 52 參考 文獻 張紅蕾 ,晏磊 ,蘭西柱 .基于 Solidworks 的新型數(shù)字航攝相機結(jié)構(gòu)設(shè)計與建模 [期刊論文 ]影像技術(shù) ,2020(03) 吳宗澤主編 .機械設(shè)計實用手冊 .北京：化學工業(yè)出版社， 李儀鈺主編 .礦山機械 .北京：冶金工業(yè)出版社 , 葛文杰，機械原理，第七版，北京高等教育出版社 趙建國，張琳娜，趙鳳霞．基于 SolidWork裝載機工作裝置的特征建模與三維動態(tài)仿真 [J]．建筑機械， 2020(10) 6 、詹迪維． SolidWorks高級應(yīng)用教程 [M]一 E京：機械工業(yè)出版社 吳宗澤主編 .機械設(shè)計實用手冊 .北京：化學工業(yè)出版社， 8俞新陸，何德譽．鍛壓手冊，第 3卷，鍛壓車間設(shè)備．北京：機械工業(yè)出版社， 2020． 9左健民．液壓與氣壓傳動．第三版．北京：機械工業(yè)出版社 ,1996． 10 孫桓，陳作模．機械 原理．第六版．北京：高等教育出版社， 2020． 11濮良貴，紀名剛．機械設(shè)計．第七版 .北京：高等教育出版社， 2020． 12 梁應(yīng)彪．板材剪切力的測試 .北京：鍛壓技術(shù)， 1992，第六期． 13王世剛，張春宜，徐起賀．機械設(shè)計實踐．哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社 2020． XXXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 45